Калориметр

 

Союз Советских

Социалистических т еснублик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКРМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 110779 (21) 2795682/18-10 (51) М. Кл. с присоединением заявим Но (23) Приоритет

G 01 К 17/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий

Опубликовано 30,07.81, Бюллетень N9 28

Дата опубликования описания 300781 (5Ç) УДК 536. 629 (088. 8) (71) заявители (54) КАЛОРИМЕТР

Изобретение относится к прямой калориметрии и может быть использовано для измерения энергетических эффектов различных явлений, в частности энергетического обмена у биологических объектов.

Известны устройства, позволяющие проводить эксперименты по точной калориметрии с учетом теплообмена калориметров с окружающей средой за счет введения соответствующих попра- r вок j1) .

Однако эти устройства отличаются сложной и громоздкой конструкцией и их эксплуатация в связи с этим затруднительна.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является калориметр, содержащий калориметрическую камеру, размещенную в адиабатической оболочке, систему вентиляции камеры и систему измерений 2 .

Однако и в этом калориметре не удается полностью исключить теплообмен калориметрической камеры с окружаккдей средой, что приводит к снижению точности измерений.

Цель изобретения — повышение точности измерений и улучшение эксплуатационных характеристик калориметра. указанная цель достигается тем, что в калориметре адиабатическая оболочка выполнена в виде вентилируемой полости, соединенной с выбросным воздуховодом и установленным на нем регулятором подачи воздуха, причем внутри вентилируемой полости закреплены пластины из водопроницаемого материала, сообщенные трубопроводом с емкостью, заполненной водой.

На фиг. 1 представлена схема калориметра; на фиг. 2 — i-d диаграмма влажного воздуха.

Калориметрическая камера 1 охвачена адиабатической оболочкой 2, образованной стенками 3 и наружными ограждениями 4. Внутри камеры 1 помещается, исследуемый объект 5 — источник явного и скрытого тепла. Ограждения 4 с внутренней стороны покрыты полыми пластинами 6, выполненными из водопроницаемого материала, например пористого стекла, MH-пласта. Внутренние полости пластин 6 при помощи питающих трубопроводов 7 соединены с водной емкостью 8. Температура воды

ЗО в емкости 8 при помощи терморегуля851124 тора 9 и охладителя 10 поддерживается ниже температуры окружа.ошей среды (ниже температуры поступающего в камеру 1 воздуха). Подача возцуха в камеру 1 произнодится через подающий воздуховод 11, а сброс его в атмосферу — через воздуховод 12. Подача воздуха в оболочку 2 осуществляется через канал 13, соединенный с воэдуховодом 12, а расход его устанавливается вентилем 14. Сброс воздуха иэ оболочки 2 в атмосферу производится через воздуховод 15. Для обеспечения циркуляции воздуха через ка- меру 1 и оболочку 2 к воздуховодам 12 и 15 подсоединены соответственно побудители 16.и 17 расхода, производи- 15 тельность которых меняется при помощи вентилей 18 и 19 и контролируется расходомерами 20 и 21, Определение количества выделенного объектом 5 явного тепла производится при помощи 2н

"сухих" измерителей 22 и 23 температуры, установленных на входе в камеру и на выходе из нее и фиксирующих изменение температуры воздуха. Для определения скрытого количества тепла служат "мокрые" измерители 24 и

25 температуры, показания которых в совокупности с показаниями соответствующих "сухих" измерктелей 22 и 23 температуры позволяют найти изменения элагосодержания циркулирующего Зо через камеру 1 воздуха. Контроль температуры воздуха, покидающего оболочку 2, осуществляется измерителем 26 температуры, установленным в воэдуховоде 15. Для тепловлажностной об. работки (нагрева и увлажнения или осушения) поступающего в камеру 1 воздуха служит блок 27 воэдухоподготовки.

Калориметр работает следующим образом.

Внешний воздух с параметрамк с,, д (точка f) поступает в камеру

1, где воспринимает выделяемое исследуемым объектом 5 явное и скрытое тепло и на выходе из объема 1 принимает параметры йс, t, d, (точка а).

В оболочку 2 воздух поступает с параметрами точки а, при этом расход

его через оболочку устанавливается, @ ориентируясь на разность показаний термометров 22 и 26 (она должна быть .нулевой), вентилем 14. При этом охлаждение воздуха за счет тепломассообмена с пластинами 6, имекщими температуру поверхности t„, но аб« солютной величине равно изменению температуры (подогреву) воздуха в камере 1 за счет тепломассообмена с объектом 5, т.е. температура P воз- у) духа, покидающего оболочку 2, равна температуре ф наружного воздуха, поступакщего в камеру 1 с с

В результате средняя разность температур между оболочкой 2 и камерой 1 равна нулю.

Следовательно, равно нулю и количество тепла Q, проникающего из камеры -1 через оболочку 2 в окружающую среду.

Таким образом, влияние окружающей среды на теплообмен в камере 1 ис.ключается, т.е. исключается влияние окружающей среды на разность температур, приобретаемую воздухом в процессе f"à. Воздух, циркулирующий через камеру 1 и оболочку 2, засасывается побудителями 16 и 17 расхода и сбрасывается в атмосферу. В объем камеры 1 поступает новая порция свежего воздуха (точка f). Цикл понторяется.

Количество явного тепла, выделяемого исследуемым объектом 5, определяется по формуле

9 3 v ° c (Ф@ t ) где Ч вЂ” расход воздуха, определяемого расходомером 20, (— удельный вес воздуха; са- теплоемкость воздуха.

Количество скрытого тепла, выделяемого исследуемым объектом 5, определяется по формуле (} QV(dg - 4 )г, где r — скрытая теплота преобразования воды.

Для случая, когда в калориметрическую камеру поступает воздух, предварительно прошедший тепловлажностную обработку в блоке 27 и имеющий температуру вьаае температуры окружающей среды (t« > tc ), расход его через термостаткрующую оболочку устанавливается таким, чтобы ф

Для определения количества тепла, выделяемого объектом 5, необходим контроль температуры в двух точках— а (а ) к Г (1). Управление нулевым перепадом температур осуществляется нри помощи определяемой- разности температур в точках 1 (f ) и Ь(Ь ) и воздействием ею на подачу воздуха в оболочку 2. Благодаря тому, что а3мерители температуры 22-26, нри помощи которых определяется теплопродукцкя объекта 5 и поддерживается нулевой перепад температур иа стенках 3, камеры 5, установлены в движущемся потоке воздуха, качество регулирования устройством возрастает.

Таким образом, калориметр обеспечивает болыаую точность измерений :" к обладает лучшими эксплуатационными характеркстиками по сравнению с известнымк.

Формула изобретения

Калориметр, содержащий калориметркческую камеру, размещенную в адиабатической оболочке. скстему венти-

851124 фиг. 2

Составитель А. Багдонас

Редактор В. Петраш Техред С. Мигунова

Корректор М. Шарошн

Тираж 9.07 Подписное

ВНИИПИ Росударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 6316/55

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ляции камеры и систему измерений, отличающийся тем, что, с целью повьвпения точности измерений и улучшения эксплуатационных характеристик калориметра, в нем адиабатическая оболочка выполнена в виде вентилируемой полости, соединенной с выбросным воздуховодом и установленным на нем регулятором подачи воздуха, причем внутри вентилируемой полости закреплены пластины из водопроницаемого матЕриала, сообщенные

С C

Фа

С C

tj-tf м

glf

Ф трубопроводом с емкостью, заполненной водой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Чередниченко Л.К. Физиологическая калориметрия. М-Л., "Наука", 1965, с. 25-43.

2. Селиверстов В.Н. Расчеты судовых систем кондиционирования воздуха.

Л., "Судостроение", 1971, с. 111-114 (прототип).